一起柴油发电机缸套冷却水高温停机故障的处理始末

张小猛 2021-12-13

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0 引言

笔者今年有幸去接一条30.8万吨的VLCC；随着我国造船吨位在国际的不断提升，船用设备的国产化率（包括合资设备）也在不断提高；该VLCC的发电柴油机采用陕西重工生产的MAN机系列；型号：MAN B&W 6S21/31；功率：1320KW；额定转速：900rpm；该柴油机结构非常紧凑，整个机身周围没有一个压力温度表，所有的参数均为探测器转换后，传至机旁的主控器上，再由主控器引至机舱报警监控系统。

1 故障现象

主管轮机员像平常一样，启动NO.1柴油机，运行正常后并上电网，当时负荷约330KW上下；大约十分钟后，监控系统发出NO.1柴油机高温冷却水高报警（设定值为90℃），主管轮机员赶紧离开集控室前往机旁检查，当轮机员刚抵达机旁时，NO.1柴油机发出高高温报警（设定值为95℃）并触发自动停机。

2 工作原理简介

该柴油机冷却水系统由一个低温系统和一个高温系统构成，低温和高温系统都是使用处理过的冷却水，低温系统的冷却水由柴油机自带的增压水泵加压后，输送至增压空气冷却器二级，然后通过滑油冷却器回到中央冷却水系统。高温系统的冷却水同样是由柴油机自带的一个增压水泵加压后，先去增压空气一级，然后经由柴油机缸套缸头后，回到中央冷却水系统。虽然两个系统的冷却水均是来自中央冷却水系统，但高低温水从中央冷却系统的引处及返回系统的管路接口相距较远，因而近似地认为是相对独立的双系统。

图一

3 故障处理

从管路图中，我们可以看到，高温冷却水由一个设定值为79℃的恒温阀控制（事实上是三个恒温阀并联工作，管路上简化成一个）。冷却水高温冷不下来，按照常规思路，必定是恒温阀打不开，导致高温水一直在小循环。拆下三个恒温阀，放入一个被电磁炉加热的脸盆内进行检查，发现三个恒温在水温达到77℃时，慢慢打开，至85℃时，阀开至最大；检查结果与恒温阀标注的参数（77℃-85℃）一致；也就是说恒温阀没有问题。

装复恒温阀，再启动该柴油机，故障并没有解除；经仔细观察，发现空车运行时，高温水温度最高约78℃；带上负荷后，水温就一直上升，同时发现自带高温水泵压力由开始的3.2bar下降至2.1bar,也就是随着水温的升高，水泵的压力在逐渐降低，最后基本和停机时缸套水预热泵的压力相同。那么，是自带泵有问题了？接下来拆检自带泵，检查泵组件，并没有发异常，轴承轴封及叶轮泵轴状况良好；保险起见，还是更换了泵轴封；装复自带高温淡水泵，再次进行测试，问题还在。

至此，问题的解决似乎进入了一个死胡同。但既然自带泵和恒温阀都工作正常，那么，问题会出现在哪呢？经过反复查看图纸，如果从中央冷却系统来的低温水不通，也是会引起缸套水无法冷却下来。于是检查进口截止止回阀027V，开关正常，检查进口油压控制的对夹式蝶阀017V，发现该蝶阀在油压正常后，没有打开，转手动控制，打开该阀；启动柴油机并带上负荷进行测试，高温冷却水出口温度在80℃左右，运行正常，故障解除。拆检蝶阀液压驱动器，疏通控制油管路，装复测试工作恢复正常。

4 问题分析及总结

在问题分析前，我们再来回顾一下该型号柴油机管路原理，在高温冷却系统进口处设有两道阀，一道为截止止回阀，以及一道油压控制的蝶阀；蝶阀作用是当柴油机启动运行时，从柴油机滑油系统引入工作驱动油（约5～6bar），打开蝶阀；当柴油机停机备用状态时，柴油机滑油系统压力为预润滑油泵的压力（约0.4～0.55bar），蝶阀在复位弹簧的作用下关闭，以防止中央冷却系统的的低温水进机；同时电磁阀071打开，暖机水系统接管并保持柴暖机备用状态。

分析：由于高温冷却水系统的进口蝶阀的驱动头故障，进口蝶阀没有打开，中央冷却水进不来；当柴油机空车运行时，发热量不大，高温冷却水温度没有高于恒温阀打开的温度，所以自带高温水泵几乎是在打循环，因而压力正常；当带上负荷后，随着冷却水温度升高，恒温阀慢慢打开，高温水回到中央冷却系统，而进口冷却水没有得到有效补充，因而随着水温的升高恒温阀的打，自带水泵的出口压力也就慢慢降低。